一種盲人導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，包括眼鏡鏡架、圖像模塊、語音模塊、電源模塊、充電模塊以及紅外反光標(biāo)識；其中圖像模塊包括圖像處理單元、紅外光源和紅外攝像頭，紅外光源用于朝所述紅外反光標(biāo)識方向發(fā)出紅外光，紅外攝像頭則用于捕獲由所述紅外反光標(biāo)識反射回的紅外光并生成紅外圖像，所述圖像處理單元用于分析處理由所述紅外攝像頭生成的紅外圖像并將處理結(jié)果傳至所述語音模塊，從而實現(xiàn)導(dǎo)航功能。本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可實施性強、導(dǎo)航精準(zhǔn)、適用范圍廣等優(yōu)點。
【專利說明】
_種盲人導(dǎo)航系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)，特別涉及一種盲人導(dǎo)航系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)官方估計到2020年我國視覺障礙人數(shù)將達到5000余萬，而且我國每年會出現(xiàn)新盲人大約45萬，低視力135萬，即約每分鐘就會出現(xiàn)I個盲人，3個低視力患者。當(dāng)前我國盲道設(shè)計存在很多問題，設(shè)計不規(guī)范、維護不及時、障礙物占道等問題嚴(yán)重影響著盲人的行走安全，而且單一的盲道無法滿足盲人對輕松自如行走的需求，故如何使盲人或者低視力者能夠融入到這個社會去更好地生活已成為當(dāng)前迫切需要解決的問題，要解決這個問題首要任務(wù)就是使盲人能夠安全自由的行走在城市空間中。
[0003]近些年，許多機構(gòu)或個人都曾研制過一些幫助盲人行走的工具，如:帶揚聲器的導(dǎo)航棍，優(yōu)點是晚上可發(fā)出光，提醒路人與司機，缺點是易壞、太敏感;探知前方障礙物的導(dǎo)盲鞋，優(yōu)點是可以穿在腳上，缺點是測量范圍小，沒有語音提示;隨身攜帶超聲波探測和GPS定位裝置，優(yōu)點測量范圍大，缺點是局部精度較低以及成本較高。目前專門為盲人設(shè)計的導(dǎo)航眼鏡種類很少，而且大多技術(shù)含量不高或者價格昂貴，而盲人外出時沒有相關(guān)設(shè)備的幫助，導(dǎo)致他們外出十分不便。
[0004]基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，因此需要開發(fā)出一種用于盲人且結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便、成本較低、導(dǎo)航精度高的導(dǎo)航眼鏡。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，包括眼鏡鏡架、圖像模塊、語音模塊、電源模塊、充電模塊以及紅外反光標(biāo)識;其中，
[0006]所述眼鏡鏡架，包括鏡框、鼻梁、第一鏡腿、第二鏡腿、第一鏡腳和第二鏡腳，所述鼻梁的形狀為長方體且中心處水平開設(shè)有長方形的通孔；
[0007]所述圖像模塊，位于所述長方形通孔中并與所述長方形通孔相互匹配，包括圖像處理單元、紅外光源和紅外攝像頭，所述紅外光源與所述紅外攝像頭水平間隔排列;所述紅外光源用于朝所述紅外反光標(biāo)識方向發(fā)出紅外光，所述紅外攝像頭則用于捕獲由所述紅外反光標(biāo)識反射回的紅外光并生成紅外圖像，所述圖像處理單元用于分析處理由所述紅外攝像頭生成的紅外圖像并將處理結(jié)果傳至所述語音模塊；
[0008]所述語音模塊，位于所述第一鏡腿上且靠近所述第一鏡腳的端部，包括語音單元、耳機接口和耳機;所述語音模塊根據(jù)所述圖像處理單元的處理結(jié)果而通過所述耳機向盲人發(fā)出語音提示；
[0009]所述第一電源模塊和所述第二電源模塊，分別位于所述第一鏡腿和所述第二鏡腿上且靠近所述鏡框的端部，用于向所述導(dǎo)航眼鏡供電；
[0010]所述充電模塊，位于所述第二鏡腿上且靠近所述第二鏡腳的端部，包括充電單元和充電接口，用于為所述第一電源模塊和所述第二電源模塊進行充電；
[0011]所述紅外反光標(biāo)識，位于所述盲人行走的周圍環(huán)境中，為由紅外反光材料制成的具有標(biāo)識作用的圖形，用于反射所述紅外光源發(fā)出的紅外光。
[0012]優(yōu)選地，所述第一鏡腿和所述第二鏡腿的中間部位安裝有多個LED閃光燈。
[0013]優(yōu)選地，所述紅外光源為紅外發(fā)光二極管LED或LED陣列。
[0014]優(yōu)選地，所述紅外攝像頭為廣角攝像頭，拍攝角度為150度。
[0015]優(yōu)選地，所述紅外光源與所述紅外攝像頭水平間隔I?2cm。
[0016]優(yōu)選地，所述圖像模塊的兩端還設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，所述圖像模塊通過所述轉(zhuǎn)軸固定在鼻梁上并實現(xiàn)30度順時針或逆時針的角度旋轉(zhuǎn)。
[0017]優(yōu)選地，所述充電接口為充電和數(shù)據(jù)傳輸二合一接口。
[0018]優(yōu)選地，所述第一鏡腳上設(shè)置有藍牙模塊。
[0019]優(yōu)選地，所述語音模塊還包括位于所述耳機上的麥克風(fēng)。
[0020]優(yōu)選地，所述第二鏡腳上設(shè)置有GPS模塊。
[0021]優(yōu)選地，所述紅外反光材料為金屬粉。
[0022]優(yōu)選地，所述紅外反光標(biāo)識的結(jié)構(gòu)為可粘貼或可熱熔的薄片狀。
[0023]優(yōu)選地，所述紅外反光標(biāo)識為由盲道地磚上一個或多個紅外反光點組成的具有標(biāo)識作用的圖形。
[0024]優(yōu)選地，所述紅外反光點位于行進盲道地磚上每個條形凸起的中間位置或位于位于提示盲道地磚上圓形凸起的表面。
[0025]優(yōu)選地，所述行進盲道地磚上共4個所述紅外反光點且連接后呈現(xiàn)直線，用于表示正常行走在行進盲道上。
[0026]優(yōu)選地，所述提示盲道地磚上所述紅外反光點的分布設(shè)置如下:
[0027]所述提示盲道地磚上共8個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)45度的正方形，用于表示即將進入彎道或即將進入直道；
[0028]所述提示盲道地磚上共5個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)向右傾斜45度的斜線，用于表不向右拐彎；
[0029]所述提示盲道地磚上共5個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)向左傾斜45度的斜線，用于表不向左拐彎；
[0030]所述提示盲道地磚上共8個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)“T”字形，用于表示三岔路P；
[0031]所述提示盲道地磚上共9個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)“十”字形，用于表示十字路
□ O
[0032]應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當(dāng)用作對本發(fā)明所要求保護內(nèi)容的限制。
【附圖說明】
[0033]參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點將通過本發(fā)明實施方式的如下描述得以闡明，其中:
[0034]圖1示意性示出本發(fā)明導(dǎo)航眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2示意性示出本發(fā)明導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖；
[0036]圖3(a)至圖3 (f)示意性示出具有紅外反光標(biāo)識的盲道地磚；
[0037]圖4(a)至圖4(f)示意性示出紅外攝像頭拍攝的具有紅外反光標(biāo)識的盲道地磚的圖像；
[0038]圖5示意性示出盲人使用本發(fā)明導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用場景圖。
【具體實施方式】
[0039]通過參考示范性實施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實施例;可以通過不同形式來對其加以實現(xiàn)。說明書的實質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細節(jié)。
[0040]在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0041]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種盲人導(dǎo)航眼鏡100的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的導(dǎo)航眼鏡100包括眼鏡鏡架1、圖像模塊2、語音模塊3、第一電源模塊4、第二電源模塊5、充電模塊6。
[0042]眼鏡鏡架I，包括鏡框101、鼻梁102、第一鏡腿103、第二鏡腿104、第一鏡腳105和第二鏡腳106。所述鼻梁102用于連接兩個鏡框101，所述鼻梁102的形狀為長方體且中心水平開設(shè)有長方形的通孔，該通孔用于放置圖像模塊2。所述第一鏡腿103和第二鏡腿104的中間部位安裝有多個LED閃光燈6，用于夜間警示作用。
[0043]圖像模塊2，位于鼻梁102的中間(如圖2所示)，包括圖像處理單元201、紅外光源202和紅外攝像頭203;所述紅外光源202為紅外發(fā)光二極管LED或LED陣列。所述紅外攝像頭203為廣角攝像頭，拍攝角度可達150度。所述紅外光源202與所述紅外攝像頭203水平間隔排列，間距約為I?2cm。
[0044]所述紅外攝像頭203用于獲取由紅外光源202發(fā)出并反射回的紅外光線，進而形成紅外圖像。圖像處理單元201對獲取的圖像進行處理和分析，最終將分析結(jié)果傳至語音模塊3并發(fā)出聲音提示。
[0045]優(yōu)選地，所述圖像模塊2的兩端還設(shè)置有轉(zhuǎn)軸204，且通過其轉(zhuǎn)軸204固定在鼻梁102上并實現(xiàn)30度順時針或逆時針的角度旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)多方位多角度的拍攝功能，比如當(dāng)需要拍攝地面時則向下順時針旋轉(zhuǎn)30度。
[0046]語音模塊3，位于第一鏡腿103上且靠近第一鏡腳106的端部，包括語音單元301、耳機接口 302和耳機303。所述語音單元301根據(jù)圖像處理單元201傳送的不同分析結(jié)果而發(fā)出不同的語音提示。
[0047]第一電源模塊4和第二電源模塊5，分別位于第一鏡腿103和第二鏡腿104上且靠近鏡框101的端部，用于向所述導(dǎo)航眼鏡100的用電模塊供電，采用雙電源供電可顯著提高導(dǎo)航眼鏡100的續(xù)航能力。
[0048]充電模塊6，位于第二鏡腿104上且靠近第二鏡腳106的端部，包括充電單元601和充電接口602，用于為第一電源模塊4和第二電源模塊5進行充電。優(yōu)選地，所述充電接口602為充電數(shù)據(jù)傳輸二合一接口，既可以實現(xiàn)充電功能、也可以進行數(shù)據(jù)傳輸，例如可以通過該接口 602向語音模塊3中上傳語音數(shù)據(jù)。
[0049]優(yōu)選地，在第一鏡腳105上設(shè)置有藍牙模塊8，該藍牙模塊8可以與其他具有藍牙功能的設(shè)備進行通信，例如智能手機、可穿戴設(shè)備等。更加優(yōu)選地，所述語音模塊3還包括位于耳機303上麥克風(fēng)304，這樣盲人10即可利用藍牙模塊8和語音模塊3實現(xiàn)自動接聽智能手機的電話，也可以用來收聽廣播或音樂等。
[0050]優(yōu)選地，在第二鏡腳106上設(shè)置有GPS模塊9，用于定位盲人10的大體位置以及提供語音導(dǎo)航服務(wù)，盲人10通過所述GPS模塊9即可實時清晰地知道自己所處的大體位置，比如某某街道、某某地標(biāo)建筑附近等，有效防止了盲人10迷路現(xiàn)象的發(fā)生。
[0051]本發(fā)明所述導(dǎo)航眼鏡100主要利用盲人10行走的周圍環(huán)境中設(shè)置的紅外反光標(biāo)識7來進行導(dǎo)航，所述紅外反光標(biāo)識7為由紅外反光材料(例如金屬粉等)制成的具有標(biāo)識作用的圖形，用于反射所述紅外光源202發(fā)出的紅外光。當(dāng)紅外光源202照射到周圍的紅外反光標(biāo)識7時會發(fā)生反射現(xiàn)象，此時紅外攝像頭203就會捕獲到紅外反射光并生成紅外圖像，圖像處理單元201對紅外圖像進行識別處理并得出識別結(jié)果(即當(dāng)前紅外反光標(biāo)識7所代表的圖形含義)，最終語音模塊3根據(jù)不同的圖像識別結(jié)果發(fā)出不同語音提示，從而保障了盲人的行走安全。
[0052]本發(fā)明還提供了一種盲人導(dǎo)航系統(tǒng)200，所述盲人導(dǎo)航系統(tǒng)200包括上述本發(fā)明的導(dǎo)航眼鏡100和紅外反光標(biāo)識7，如圖2所示，所述紅外反光標(biāo)識7分為地上標(biāo)識11和地面標(biāo)識12。盲人10佩戴上所述導(dǎo)航眼鏡100后即可通過語音獲知地上標(biāo)識11或地面標(biāo)識12的信息，從而實現(xiàn)導(dǎo)航作用。所述地上標(biāo)識11和地面標(biāo)識12為可粘貼或可熱熔的薄片狀結(jié)構(gòu)，從而可以直接粘貼或熱熔在路牌、廣告牌、墻面、盲道地磚或?qū)ｉT標(biāo)識牌的表面。
[0053]圖3至圖5示出了本發(fā)明導(dǎo)航系統(tǒng)200的一個實施例，在該實施例中所述紅外反光標(biāo)識7(即地面標(biāo)識11)為一個或多個紅外反光點15組成，且所述紅外反光點15組成了具有標(biāo)識作用的圖形。盲道地磚分為行進盲道地磚13和提示盲道地磚14，其中有條形引導(dǎo)磚的為行進盲道地磚13(如圖3(a))，用于引導(dǎo)盲人或盲人放心前行；帶有圓點的提示磚為提示盲道地磚14(如圖3(b)至圖3(f))，用于提示盲人或盲人前方的空間環(huán)境將發(fā)生變化，設(shè)置于行進盲道地磚13的起點、終點以及拐彎處。
[0054]如圖3(a)所示，在行進盲道地磚13上每個條形凸起的中間位置粘貼、熱熔或內(nèi)嵌有紅外反光點15，也可與行進盲道地磚13—體成型，所有4個紅外反光點15連接顯現(xiàn)直線即形成了具有標(biāo)識作用的圖形(即紅外反光標(biāo)識7)，用于標(biāo)識行進盲道地磚13的寬度，以防止盲人10行走時偏離盲道。
[0055]同樣地，如圖3(b)至圖3(f)所示，在提示盲道地磚14的圓形凸起表面有選擇地粘貝占、熱熔或內(nèi)嵌有紅外反光點15，也可與提示盲道地磚14在制造時一體成型;其中圖3(b)中8個紅外反光點15連接后呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)45度的正方形、圖3(c)中5個紅外反光點15連接后呈現(xiàn)向右傾斜45度的斜線、圖3(d)中5個紅外反光點15連接后呈現(xiàn)向左傾斜45度的斜線、圖3(e)中8個紅外反光點15連接后呈現(xiàn)“T”字形、圖3 (f)中9個紅外反光點15連接后呈現(xiàn)“十”字形，分別用于表示即將進入彎道或即將進入直道、向右拐彎、向左拐彎、三岔路口和十字路口。
[0056]當(dāng)本發(fā)明所述導(dǎo)航眼鏡100的紅外攝像頭203朝前下方拍攝盲道地磚時即可獲取不同的標(biāo)識形狀，并通過圖像處理單元201分析出具體是哪種標(biāo)識，進一步將分析結(jié)果傳至語音模塊3，從而通過耳機303發(fā)出語音提示盲人10注意盲道轉(zhuǎn)彎。通過本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)200可以精確識別出盲人10在行走過程前方盲道的提示信息以及前方是否有障礙物，同時結(jié)合所述GPS模塊9對盲人10進行定位即可有效提高盲人10的活動范圍和行走安全性。
[0057]由于城市盲道建設(shè)不規(guī)范或盲道被其他物體占據(jù)等原因，導(dǎo)致盲人10行走在盲道時存在一定的安全風(fēng)險，通過本發(fā)明所述導(dǎo)航系統(tǒng)200可以有效解決這個問題，紅外攝像頭203獲取盲道上的紅外標(biāo)識點15圖像，經(jīng)圖像處理單元201分析圖像中不包括或不全包括紅外標(biāo)識點15，則通過語音模塊3提示盲人10前方盲道存在障礙物，從而有效保障盲人10在盲道上的行走安全。
[0058]圖5示出了盲人10使用本發(fā)明導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用場景圖，佩戴有本發(fā)明導(dǎo)航眼鏡100的盲人10行走在盲道上，調(diào)整所述紅外攝像頭203的拍攝角度以便朝前下方拍攝盲道地磚上的紅外反光點15。如圖5所示，盲人10在第一個拐彎處將會依次聽到的是從直道進入彎道、向右拐彎、從彎道進入直道等語音提示;在第二個拐彎處將會依次聽到的是從直道進入三岔路口、向左拐彎或向右拐彎、從彎道進入直道等語音提示，當(dāng)盲人10在行走過程中偏離盲道時語音模塊3會發(fā)出提醒并引導(dǎo)回盲道上行走。
[0059]本發(fā)明所述的導(dǎo)航眼鏡及導(dǎo)航系統(tǒng)可有效幫助盲人10安全地行走在具有紅外反光標(biāo)識的城市空間中或盲道上，簡單高效的解決了城市盲道使用率低的難題，只須在現(xiàn)有盲道上增加紅外反光標(biāo)識即可，提高了盲人的活動范圍具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可實施性強、導(dǎo)航精準(zhǔn)、適用范圍廣等優(yōu)點。
[0060]所述附圖僅為示意性的并且未按比例畫出。雖然已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護范圍并不局限于這里所描述的實施例。
[0061]結(jié)合這里披露的本發(fā)明的說明和實踐，本發(fā)明的其他實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認為是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。
【主權(quán)項】
1.一種盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，包括眼鏡鏡架、圖像模塊、語音模塊、電源模塊、充電模塊以及紅外反光標(biāo)識;其中， 所述眼鏡鏡架，包括鏡框、鼻梁、第一鏡腿、第二鏡腿、第一鏡腳和第二鏡腳，所述鼻梁的形狀為長方體且中心處水平開設(shè)有長方形的通孔； 所述圖像模塊，位于所述長方形通孔中并與所述長方形通孔相互匹配，包括圖像處理單元、紅外光源和紅外攝像頭，所述紅外光源與所述紅外攝像頭水平間隔排列;所述紅外光源用于朝所述紅外反光標(biāo)識方向發(fā)出紅外光，所述紅外攝像頭則用于捕獲由所述紅外反光標(biāo)識反射回的紅外光并生成紅外圖像，所述圖像處理單元用于分析處理由所述紅外攝像頭生成的紅外圖像并將處理結(jié)果傳至所述語音模塊； 所述語音模塊，位于所述第一鏡腿上且靠近所述第一鏡腳的端部，包括語音單元、耳機接口和耳機;所述語音模塊根據(jù)所述圖像處理單元的處理結(jié)果而通過所述耳機向盲人發(fā)出語音提示； 所述第一電源模塊和所述第二電源模塊，分別位于所述第一鏡腿和所述第二鏡腿上且靠近所述鏡框的端部，用于向所述導(dǎo)航眼鏡供電； 所述充電模塊，位于所述第二鏡腿上且靠近所述第二鏡腳的端部，包括充電單元和充電接口，用于為所述第一電源模塊和所述第二電源模塊進行充電； 所述紅外反光標(biāo)識，位于所述盲人行走的周圍環(huán)境中，為由紅外反光材料制成的具有標(biāo)識作用的圖形，用于反射所述紅外光源發(fā)出的紅外光； 所述圖像模塊的兩端還設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，所述圖像模塊通過所述轉(zhuǎn)軸固定在鼻梁上并實現(xiàn)30度順時針或逆時針的角度旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述第一鏡腿和所述第二鏡腿的中間部位安裝有多個LED閃光燈。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外光源為紅外發(fā)光二極管LED或LED陣列。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外光源與所述紅外攝像頭水平間隔I?2cm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述第一鏡腿和所述第二鏡腿的中間部位安裝有多個LED閃光燈。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述充電接口為充電和數(shù)據(jù)傳輸二合一接口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外反光標(biāo)識為由盲道地磚上一個或多個紅外反光點組成的具有標(biāo)識作用的圖形。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外反光點位于行進盲道地磚上每個條形凸起的中間位置或位于位于提示盲道地磚上圓形凸起的表面。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述行進盲道地磚上共4個所述紅外反光點且連接后呈現(xiàn)直線，用于表示正常行走在行進盲道上。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述提示盲道地磚上所述紅外反光點的分布設(shè)置如下: 所述提示盲道地磚上共8個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)45度的正方形，用于表示即將進入彎道或即將進入直道； 所述提示盲道地磚上共5個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)向右傾斜45度的斜線，用于表示向右拐彎； 所述提示盲道地磚上共5個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)向左傾斜45度的斜線，用于表示向左拐彎； 所述提示盲道地磚上共8個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)“T”字形，用于表示三岔路口 ； 所述提示盲道地磚上共9個紅外反光點且連接后呈現(xiàn)“十”字形，用于表示十字路口。
【文檔編號】A61H3/06GK106038180SQ201610412025
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】金英子
【申請人】金英子